SCR脱硝催化剂在自然旅游景区抗碱中毒与堵塞性能分析与探讨

脱硝催化剂的碱中毒与堵塞机理探究

1.1 碱金属（K、Na）的中毒机制

1.1.1 K和Na的化学毒害作用

- KCl中的K能使V2O5催化剂化学失活，主要通过形成V-O-K键减少Brønsted酸位点，影响NH3吸附活性。

- K2O具有更强的碱性，其毒害作用比KCl要强。研究表明，当K2O负载量超过1%时，催化剂完全失活。

图：SCR催化剂中的K+中毒机制

1.1.2 Na盐类的物理和化学中毒效应

- Na与催化剂表面的Brønsted酸位点反应生成V-ONa，改变了金属氧化物的环境，从而影响其催化性能。

1.2 碱土金属（Ca、Mg）的堵塞效应分析

① CaO与TiO2基催化剂发生反应导致酸位数减少降低活性。

② CaSO4盲层在高温下沉积在催化器表面造成孔道堵塞。

③ Mg也可能导致微孔堵塞，加剧脱硝效果恶化。

② 水分对碱金属中毒协同作用说明：

- 在干燥条件下，由于固态反应速度慢，对于SCR材料不太有害，但水分参与后会加速这一过程，使得铜离子迅速扩散至活动中心区域引起快速失活。

③ SCR脱硝材料抗堵性能评估：

- 平板式脱硝材料由于结构特性，如图所示，比蜂窝型更难被灰尘堆积和堵塞，同时也有柔软结构优势避免飞灰附着。

不同行业烟气脱硫工艺及对SCR钒基脱硝材料碱金属中毒风险评估

a) 水泥窑烟气特征分析：

高温区间、高灰含量和高CaO含量，对SCR钒基脱硫材料表现为物理钝化和化学钓鱼，以及增加磨损率，并且水分对此类环境尤其危险。

b) 钢铁厂烧结机烟气特征分析：

静电除尘后的粉尘浓度较低但仍然存在挥发性的高浓度氯离子，对SCRTiOx/AlSiC复合膜有潜在威胁。此外湿法或半干法脱硫均包含使用碱，这将进一步加剧其中土对SCRTiOx/AlSiC复合膜的伤害力。